Caractérisation et contribution des diodes LED pour la transmission

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université des Sciences et de la Technologie d'Oran
-USTO-
Institut National des Télécommunications et des Technologies de
l'Information et de la Communication
-INTTIC-
Mémoire pour l'obtention du diplôme de Magister
Ecole doctorale- Département d’électronique
Option : Nouvelles Technologies de l’Information et de la Communication
Titre
Caractérisation et contribution des diodes LED pour la
transmission par fibre optique dans un réseau local
Présenté par
Melle MADANI Fethia Samia
Soutenu devant le jury composé de :
2010/2011
Professeur (Université USTO)
Professeur (Université USTO)
Professeur (Université USTO)
Professeur (Institut INTTIC)
Maitre assistant A (Institut INTTIC)
Invité
Mr BERRACHED.N
Mr OUAMRI.A
Mr STAMBOULI.B.
Mr TEMMAR.A
Mr OULD SAADI.H
Présidant
Examinateur
Examinateur
Encadreur
Examinateur

2
Dédicaces
”Le peu que je sais, c’est à mon ignorance que je le dois”
Sacha Guitry (1885-1957)
A mes très chers parents à qui je dois tout le bonheur de ma vie,
A mes frères et sœurs Fethennour, Redha, Chahrazed, et Lamia,
A ma tante Samira,
A tous ceux qui m’ont soutenu et qui se reconnaîtront.

3
Remerciements
Pour certains, il peut avoir peu de valeur à leurs yeux, mais pour moi, si j’en
suis arrivé là, c’est bien par la patience, la disponibilité, les précieux conseils des
gens qui ont croisé mon chemin.
Tout d’abord, je ne pourrais pas commencer les remerciements sans évoquer
la personne qui m’a proposée le sujet de thèse et qui m’a encadrée tout au long
de ces deux années : le Professeur TEMMAR Abdelkader. A travers nos
discussions, il m’a apportée une compréhension plus approfondie des divers
aspects du sujet. Je salue aussi sa souplesse, son ouverture d’esprit et sa bonne
humeur qui ont su me laisser une large marge de liberté pour mener à bien ce
travail de recherche.
Je remercie également Mr OULD SAADI Hocine pour son soutien, ses
directives et ses conseils durant la préparation de ce travail.
Ma gratitude au Professeur BERRACHED.N (Coordinateur de l’école
Doctorale), qui nous a suivie et soutenu. Et qui sans lui, mes conditions de
travail auraient sans doute été très différentes et beaucoup moins agréables.
Je remercie aussi Mr OUAMRI et Mr STAMBOULI pour le temps précieux
qu’ils m’ont consacré mais aussi pour leur présence.
Je ne peux oublier l’aide que m’a apportée ma chère GHANIA (technicienne
du laboratoire de Chimie-Université d’Oran) durant mes études.
Et pour finir, je remercie ma famille et mes amis de m’avoir soutenue et
supportée durant ces trois années de magister et en particulier mes chers parents,
mes frères et sœurs et tous les autres qui ont su m’aider pendant les moments
difficiles que j’ai pu avoir.

4
Introduction générale

5
Introduction
Comparée aux autres supports de transmission existants, la fibre présente une atténuation
quasiment constante sur une énorme plage de fréquences (plusieurs milliers de gigahertz) et
offre ainsi l’avantage de bandes passantes gigantesques, permettant d’envisager aujourd’hui la
transmission de débits numériques très importants (plusieurs terabit/seconde) exigés par la
multiplication des services et les besoins accrus de transmission d’images et de vidéos.
Très vite également, il est apparu que les systèmes optiques permettaient, par rapport aux
systèmes sur câble coaxial de capacité équivalente, un gain notable sur la distance entre
répéteurs-régénérateurs, qui passait de quelques kilomètres à quelques dizaines de kilomètres.
À partir de 1978 furent installés des systèmes travaillant à la longueur d’onde optique de 0,8
µm, acheminant un débit compris entre 50 et 100 Mbit/s, avec un espacement entre répéteurs
de 10 km, c’est-à-dire trois fois plus environ que les systèmes sur câble coaxial de capacité
équivalente [1].
La seconde génération de systèmes de transmission sur fibre optique, apparue dans les
années 1980, découle directement de la mise au point de la fibre monomodale et du laser à
semi-conducteur à 1,3 µm, longueur d’onde pour laquelle la dispersion chromatique (c’est-à-
dire la distorsion induite sur les signaux par la propagation) est minimale. Des débits
supérieurs à 1 Gbit/s, avec un espacement entre répéteurs de plusieurs dizaines de kilomètres,
sont alors atteints. Les portées de ces systèmes sont limitées par les pertes de la fibre, 0,5
dB/km dans le meilleur cas, et l’idée apparaît alors de développer des sources émettant à la
longueur d’onde de 1,55 µm pour laquelle l’atténuation est minimale. Néanmoins, ce gain est
détruit par l’effet de la dispersion chromatique, toutes les longueurs d’onde ne se propageant
pas à la même vitesse. Cette dispersion chromatique du matériau de la fibre est beaucoup plus
forte qu’à 1,3 µm et c’est d’elle que provient alors la limitation de la bande passante et donc
du débit. Des progrès simultanés tant sur les lasers émettant sur un seul mode que sur le
milieu de transmission (fibres à dispersion décalée) apporteront des solutions à ces problèmes
et les premiers systèmes travaillant à 1,55 µm apparaîtront à la fin des années 1980, avec un
débit supérieur à 2 Gbit/s.
Apparus à la fin des années 1980 et devenus très rapidement des produits industriels, les
amplificateurs à fibre vont apporter un bouleversement considérable dans le domaine des
communications par fibre optique : insérés dans la ligne de transmission, ils permettent de
compenser l’atténuation de la fibre et donc d’augmenter la portée des systèmes de
transmission, au prix de l’addition de bruit. Utilisés comme préamplificateurs, ils augmentent
la sensibilité des récepteurs optiques. Enfin, leur bande passante énorme (30 nm et même bien
plus aujourd’hui) permet d’envisager l’amplification simultanée de plusieurs porteuses
optiques juxtaposées dans le spectre, constituant ce que l’on appelle un multiplex. Ainsi naît
le concept de multiplexage en longueur d’onde (WDM Wavelength Division Multiplexing);
chaque fibre transportant un multiplex de N canaux est alors équivalente en capacité à N
fibres transportant chacune un canal, et il est aisément concevable que cette approche permet
potentiellement d’augmenter la capacité d’un réseau de manière très importante sans modifier
son infrastructure physique. Des systèmes utilisant cette technique, pour la plupart avec un
débit de 2,5 Gbit/s par canal, sont aujourd’hui en cours d’installation par tous les grands
opérateurs mondiaux dans leurs réseaux de transport pour faire face à la croissance du trafic